[发明专利]铝空气电池电解废液制备镁铝锌水滑石的方法及其用途

说明书

本发明公开了铝空气电池电解废液制备镁铝锌水滑石的方法及其用途。该制备方法包括方案1或方案2，方案1是预先将铝空气电池电解废液进行过滤，并将滤液与镁源和锌源反应、固液分离，得到氢氧根型镁铝锌水滑石，再将氢氧根型镁铝锌水滑石和碳源反应、过滤得到镁铝锌水滑石；方案2是将铝空气电池电解废液进行过滤得到的滤液直接与镁源、锌源和碳源反应，并进行固液分离得到镁铝锌水滑石。采用该方法能实现铝空气电池电解废液的资源化利用，并获得附加值较高的镁铝锌水滑石，既能降低水滑石的生产成本，而且制得的镁铝锌水滑石杂质含量较低、晶型易控制、设备操作简单、生产成本较低、节能环保、易实现工业化生产。

技术领域

本发明属于资源回收利用领域，具体而言，涉及铝空气电池电解废液制备镁铝锌水滑石的方法及其用途。

背景技术

铝空气电池的比能量高，安全环保，原材料丰富，在备用电源、电动汽车、通讯设备等方面具有广阔的发展前景。铝空气电池的负极高纯铝或铝合金在3～8mol/L氢氧化钾或氢氧化钠溶液的碱性体系下放电。放电过程中，铝阳极被氧化溶解与OH^-发生反应，生成Al(OH)₄^-。当Al(OH)₄^-在电解液中达到一定浓度时会析出氢氧化铝，同时大量Al(OH)₄^-会严重影响电解液的粘度和导电率，最终影响电池的性能衰减；当电池性能衰减到一定程度电解液变成废电解液后，然后采取更换新鲜电解液的方式使铝空气电池达到最佳放电状态。但更换下来的废电解液中含有大量Al(OH)₄^-，将碱性物质分离回收利用较为困难。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出铝空气电池电解废液制备镁铝锌水滑石的方法及其用途。采用该制备方法能实现铝空气电池电解废液的资源化利用，并获得附加值较高的镁铝锌水滑石，由此不仅能有效降低镁铝锌水滑石的生产成本，而且制得的镁铝锌水滑石杂质含量较低、晶型易控制、设备操作简单、生产成本较低、节能环保、易实现工业化生产，此外，将制得的镁铝锌水滑石用于PVC还可以显著改善PVC的热稳定性、初期着色性和透明性。

本申请主要是基于发明人的以下发现提出的：

可以通过使铝空气电池的废电解液碱性物质与Al(OH)₄^-分离实现废电解液中铝的回收利用和电解液的再生。另外，水滑石作为PVC的热稳定剂时，由于镁铝二元水滑石的初期着色性能通常较差，容易使PVC制品发黄，而锌元素具有优异的初期着色性，镁铝锌水滑石([Mg²⁺_1-xAl³⁺_2xZn²⁺_1-x(OH)₂](CO₃^2-)_x/n·mH₂O，其中0.25≤x≤0.5，0≤n≤0.1，0≤m≤4)具有的独特结构和物理化学性质决定了其特殊的性能，相对于镁铝水滑石，采用镁铝锌水滑石作为PVC的新型热稳定剂时可以使PVC的初期着色性和透明性得到明显的提高。基于此，可以利用铝空气电池废电解液中的Al(OH)₄^-作为铝源来获得附加值较高的镁铝锌水滑石。

为此，在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备镁铝锌水滑石的方法。根据本发明的实施例，该方法包括方案1或方案2，

方案1包括：

(1)对铝空气电池电解废液进行过滤，以便得到第一滤液；

(2)将所述第一滤液、镁源和锌源混合进行反应，以便得到含有氢氧根型镁铝锌水滑石的混合液；

(3)对所述含有氢氧根型镁铝锌水滑石的混合液进行固液分离，以便得到氢氧根型镁铝锌水滑石和第二滤液；